中考精英化学包头专题实验方案的设计与评价

考点1：实验方案的设计1．实验设计的基本要求(1)科学性：实验原理、实验方法和操作过程必须科学、严谨、合理。(2)安全性：实验操作要尽量防止带有危险性的操作，尽量避免与有毒物质接触。若无法避免有毒物质，则应采取安全措施，以防造成环境污染和人身伤害。(3)可行性：设计的实验方案要切实可行，所选药品、仪器、装置要经济可靠。(4)简约性：实验设计应简单易行。装置简单，实验操作简便，实验现象明显。2．解题思路和方法(1)明确目的原理：明确实验的目的要求，弄清题目给的新信息。(2)选择仪器药品：选择合理的化学仪器和药品。(3)设计装置步骤：设计出合理的实验装置和实验操作步骤。(4)记录现象数据：全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。(5)分析得出结论：根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、画图表、推理等处理，得出正确的结论。1．这类试题的出现，使化学实验命题思想得到更新和升华。对实验方案的评价一般从以下角度进行：(1)可行性①实验原理是否正确、可行；②实验操作是否安全、合理；③实验步骤是否简单、科学；④实验现象是否明显；⑤实验结果是否与实验目的一致等。考点2：实验方案的评价

(2)“绿色化学”①原料是否易得、安全、无毒；②反应速率是否适中；③原料利用率以及生成物质的产率是否较高；④合成过程中是否会造成环境污染。【例1】(2014，泸州)下列实验方案或措施合理的是(

)A．除去CaO中混有的CaCO3，先加足量水，然后过滤B．除去MnO2粉末中混有的KCl，先加足量水溶解、过滤、洗涤、干燥C．用无色酚酞试剂检测氢氧化钠是否变质D．用碘化钾检测食品中是否含有淀粉[答案]B解析：除去CaO中混有的CaCO3，若加水，CaO＋H2O===Ca(OH)2这样就将CaO转化成Ca(OH)2，A错；除去MnO2粉末中的KCl，加水溶解，过滤，MnO2难溶，KCl易溶，除掉了KCl，然后洗涤，干燥得到MnO2，B正确；NaOH变质，是因为NaOH与空气中的CO2反应生成Na2CO3，Na2CO3显碱性，也能使无色酚酞试剂变红色，C错；检测食品中的淀粉是用碘，而不是碘化钾，是因为碘使淀粉变蓝色，D错；故选B。【例3】(2014，衡阳)下列实验不能达到实验目的的是(

)A．探究水的组成B．探究化学反应是否遵循质量守恒定律C．探究分子运动D．探究二氧化锰能否加快过氧化氢分解[答案]B解析：不能将Na2CO3粉末与稀盐酸放在烧杯中来探究质量守恒定律，因为Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑，生成的CO2气体逸出，使得物质的总质量减小，若想用Na2CO3粉末和稀盐酸来作反应物，则必须在密闭的容器中进行。B错，A、C、D均正确。【例4】(2013，吉林)下列实验设计方案合理的是(

)A．用碳酸钾和氢氧化镁制备氢氧化钾B．用氯化钙溶液检验氢氧化钠是否部分变质C．用氢氧化钡溶液区分硫酸铵、硫酸镁和硫酸钠D．用氢氧化钠溶液和浓硫酸除去氢气中混有的氯化氢和水蒸气[答案]D解析：氢氧化镁难溶于水，不能与碳酸钾溶液发生复分解反应，故方案A不合理；氢氧化钠会与空气中的二氧化碳气体反应生成碳酸钠而变质，氯化钙溶液与碳酸钠反应会产生白色沉淀，可检验样品中是否有碳酸钠，但无法确定样品中是否还有氢氧化钠，即无法确定氢氧化钠是否部分变质，故方案B不合理；氢氧化钡溶液与硫酸镁、硫酸钠反应都会产生白色沉淀，无法区别硫酸镁和硫酸钠，故方案C不合理；氢氧化钠溶液可与氯化氢反应除去氯化氢气体，浓硫酸具有吸水性，可除去水蒸气，故方案D合理。【例5】(2013，威海)实验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品，观察发现，样品表面出现了大量的白色粉末。某兴趣小组的同学对该样品进行了探究，请回答下列问题：(1)实验证明，这份氢氧化钠已经变质，但不能确定是否完全变质，请你从下列药品中选择合适的试剂，探究氢氧化钠是否完全变质。药品：蒸馏水、酚酞试液、稀盐酸、氯化钙溶液。你的实验方案是__。用化学方程式表示该实验中所依据的化学反应原理：__。(2)如果给你一份未知浓度的稀硫酸，要求通过定量实验，测定氢氧化钠变质的程度(即样品中氢氧化钠的含量)，请你给出具体的实验方案。实验方案反应的化学方程式(3)实验证明，氢氧化钠部分变质，请你设计一个提纯该样品的实验方案，以得到纯净的氢氧化钠固体。提纯样品应采用的试剂是__。实验方案反应的化学方程式[答案](1)向样品的水溶液中加入氯化钙溶液，至不再产生沉淀，静置；然后取上层清液，滴加酚酞试液，如果溶液变红，则氢氧化钠部分变质，如果溶液不变红，说明氢氧化钠完全变质CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl

实验方案反应的化学方程式(1)称出空烧杯1的质量。(2)称出空烧杯1和氢氧化钠样品的总质量。(3)量取足量的稀硫酸，倒入烧杯2中，称出烧杯2和稀硫酸的总质量，记录数据。(4)将(2)中氢氧化钠样品加入烧杯2中，充分反应后称量其总质量，记录数据。(5)根据实验测得数据计算氢氧化钠含量。Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋CO2↑＋H2O实验方案反应的化学方程式(1)称出空烧杯的质量。(2)称出烧杯和氢氧化钠的总质量。(3)用试管取足量的稀硫酸，称量烧杯、氢氧化钠样品和盛有稀硫酸试管的总质量。记录数据。(4)将试管中的稀硫酸倒入盛有氢氧化钠样品的烧杯中，充分反应后称量其总质量，记录数据。(5)根据实验测得数据计算氢氧化钠含量。Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋CO2↑＋H2O(3)氢氧化钙溶液(或氢氧化钡溶液)实验方案反应的化学方程式(1)溶解；(2)滴加适量的氢氧化钙(或氢氧化钡)溶液，至不再有沉淀产生；(3)过滤；(4)蒸发溶液至氢氧化钠结晶析出为止。Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH或Na2CO3＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋2NaOH解析：(1)氢氧化钠暴露在空气中会与二氧化碳反应生成碳酸钠而变质，因此要探究氢氧化钠是否完全变质，就要检验样品中是否存在氢氧化钠。由于氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液都能使酚酞变红色，因此首先要向样品水溶液中加入过量的氯化钙溶液，使碳酸钠转化为碳酸钙沉淀而除去，再取上层清液，滴加几滴酚酞试液，如果溶液变红色，说明氢氧化钠部分变质，如果溶液不变红色，说明氢氧化钠完全变质。该实验涉及的是碳酸钠与氯化钙反应，生成碳酸钙沉淀和氯化钠，据此可写出反应的化学方程式。(2)如果要通过定量实验，测定氢氧化钠变质的程度，即需要测定样品中氢氧化钠的含量。可向样品中加入足量的稀硫酸，充分反应后会生成二氧化碳气体，因此只要测出实验前后物质总质量的变化量(减少的质量就是生成的二氧化碳的质量)，经过计算即可知道样品中氢氧化钠的含量，因此可设计出具体的实验方案，其中所涉及的是碳酸钠与稀硫酸反应，生成硫酸钠、水和